Flatt vevd stoff , inneholder denne tilsynelatende enkle varp- og veftsammenvevningsstrukturen faktisk en delikat balanse mellom materialvitenskap og aerodynamikk. Bak dets "tynne, men ikke gjennomsiktige" utseende er synergien av mikrostruktur, fiberegenskaper og prosessparametere, som sammen vever pusteevnens magi. Mysteriet med pusteevnen til vanlig stoff begynner med dets unike poregeometri. I motsetning til sateng eller twill, veksler renningen og innslaget av vanlig stoff strengt tatt opp og ned for å danne et vanlig diamantporenettverk. Fordelingen og størrelsen på porene avhenger direkte av rennings- og vefttettheten - antall garn per lengdeenhet. Når tettheten når en kritisk verdi, vil den ekvivalente diameteren til porene krympe til mindre enn 0,02 mm, noe som resulterer i en "kapillær lukkeeffekt". Dette fenomenet betyr at selv om stoffet er så tynt som en sikades vinge, kan tette porer hindre den frie luftstrømmen, og danne en kontraintuitiv ytelse av pusteevne.
For å bekrefte denne teorien, konstruerte forskerne en luftstrømsmodell av vanlige stoffer med forskjellige tettheter gjennom simulering av beregningsvæskedynamikk (CFD). Resultatene viser at luftmotstandskoeffisienten til stoffer med høy tetthet kan nå 0,83, nær den laminære tilstanden, mens motstandskoeffisienten for løse strukturer bare er 0,21. Dette betyr at ved samme tykkelse kan vanlige stoffer med høy tetthet ha for små porer, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i luftgjennomtrengelighet, eller til og med et "tynt, men ikke permeabelt" fenomen. Valget av fibermaterialer forsterker denne motsetningen ytterligere. Påføringen av ultrafine denierfibre er en løsning for å søke letthet og tynnhet, men det introduserer uventet nye luftgjennomtrengelighetsproblemer. Ta 75D/72F ultrafine polyesterfibre som et eksempel. Denne fiberen kan veves inn i et sikadavingestoff med en gramvekt på bare 8 gram per kvadratmeter, men på grunn av sin fler-enkeltfilamentstruktur er den faktiske porøsiteten bare 42 %, langt lavere enn 68 % av grove denierfibre. Denne tilsynelatende motstridende fysiske egenskapen er faktisk en avveining mellom fiberfinhet og porøsitet.
For å bryte gjennom denne begrensningen utviklet materialingeniører spesialformet tverrsnittsfiberteknologi. Innføringen av trilobale tverrsnittsfibre økte poreforbindelsen med 37 %, og luftpermeabiliteten økte med 1,8 ganger ved samme gramvekt. Denne designen optimerer geometrien til porene, forbedrer effektivt luftsirkulasjonseffektiviteten samtidig som stoffets tynnhet opprettholdes, og gir en ny idé for å løse paradokset "tynn, men ikke permeabel". Nøyaktig kontroll av prosessparametere er nøkkelen til å balansere luftpermeabilitet og strukturell styrke. Gjennom eksperimenter etablerte forskere en korrelasjonsmodell mellom luftpermeabilitet og strukturelle parametere: Q = 0,87×(T/D)0,65×(P/S)-1,2. Blant dem er Q luftpermeabilitet, T er garnets finhet, D er tetthet, P er porøsitet og S er stoffets vekt. Denne formelen avslører det ikke-lineære forholdet mellom parameterne og gir et teoretisk grunnlag for prosessdesign. I faktisk produksjon, når vekten er mindre enn 30 gram/kvadratmeter, må rennings- og vefttettheten kontrolleres innenfor 60×60 røtter/cm, ellers vil luftpermeabiliteten avta eksponentielt.
Den pustende magien til Flat Woven Fabric har blitt ekstremt demonstrert innen medisinsk beskyttelse. I lys av karakteristikken til SARS-CoV-2-virusaerosolpartikkelstørrelse på ca. 0,1 mikron, oppnår ultrahøy tetthet vanlig stoff (120×120 tråder/cm) kombinert med elektrostatisk elektretbehandling en filtreringseffektivitet på 99,97 %, samtidig som en luftgjennomtrengelighet på 50 liter/m2/liter opprettholdes. Denne designen forbedrer filtreringseffekten gjennom ladningsadsorpsjon, mens den tette porestrukturen fortsatt kan sikre luftsirkulasjon, og løse motsetningen mellom høy beskyttelse og pusteevne. Innen sportsklær har gradienttetthetsstruktur blitt en innovativ retning. Ved å bruke lavtetthetsveving (45×45 tråder/cm) i svetteutsatte områder som armhulene og høytetthetsveving (65×65 tråder/cm) på ryggen, oppnås sonert luftgjennomtrengelighetsstyring ved en tykkelse på 15 gram/m2. Denne intelligente designen gjør at vanlig stoff ikke lenger er et passivt skjermingsmateriale, men et aktivt justerbart "pustegrensesnitt".
